ВВЕДЕНИЕ 10
1 Использование альтернативных источники энергии в энергетике 12
1.1 Энергия геотермальных источников 12
1.2 Малая гидроэнергетика 14
1.3 Ветроэнергетика 16
1.4 Солнечная энергетика 18
1.5 Выводы по разделу 1 20
2 Способы получения водорода 21
2.1 Производство водорода из природных топлив 23
2.1.1 Паровая конверсия метана 23
2.1.2 Газификация угля 25
2.2 Плазмохимический способ получения водорода 26
2.3 Электролитическое разложение воды 27
2.4 Термохимическое разложение воды 29
2.5 Получение водорода из биомассы 29
2.6 Выводы по разделу 2 30
3 Способы хранения и транспортировки водорода 32
3.1 Хранение газообразного водорода 33
3.2 Хранение жидкого водорода 35
3.3 Хранение и транспортировка водорода в химически связанном состоянии .. 36
3.4 Система хранения водорода в гидридах 37
3.5 Криоадсорбционное хранение водорода 38
3.6 Выводы по разделу 3 39
4 Использование водорода в энергетике и транспорте 40
4.1 ДВС на водороде 41
4.2 Топливные элементы 42
4.2.1 История развития 42
4.2.2 Принцип работы 42
4.2.3 Классификация ТЭ 44
4.2.4 Области применения ТЭ 46
5 Перспективы использования водорода в угольных регионах 49
5.1 Тепловые циклы с применением водорода 49
5.2 Применение пароперегревателей водородно-кислородного типа 53
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 66
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Человечество давно объеденилось для совместной борьбы с экологической обстановкой в мире. Для этого 1997 году был подписан Киотский протокол (международное соглашение о сокращении выбросов парниковых газов в атмосферу) для сдерживания глобального потепления. А в декабре 2015 года на смену Киотскому протоколу пришло Парижское соглашение, документ подписали 175 стран, в том числе Россия. В сентябре 2019 года правительство России объявило, что премьер-министр Д.А. Медведев подписал Постановление, в соответствии с которым было принято Парижское соглашение. Это решение имеет важное значение для энергетики Кузбасса поскольку, в области, в основном, преобладает угольная энергетика, а значит, выбросов С (Д и других парниковых газов не избежать. Следовательно, предприятия будут страдать от больших платежей узаконеных Парижским соглашением, им будет необходимо адаптироваться к такой ситуации. Это, наоборот, подтолкнет промышленное развитие к дальнейшему прогрессу, к наиболее лучшему использованию ресурсов. Таким образом, может решиться глобальная проблема исчерпаемости запасов ископаемого сырья, а также экологиченская опасность, связанная с загрязнением воздушного пространства, загрязнение водного бассейна сточными и замасленными водами, тепловое загрязнение, шумовое загрязнение и электромагнитное загрязнение.
Помимо модернизации придется развивать альтернативные источники энергии (возобновляемые), такие как ветро-, гелио- и гидроэнергетика для обеспечения собственных энергетических нужд. Одной из наиболее перспективных идей является водородная энергетика. Экологическая безопасность водорода, в сравнении с иными традиционными источниками получения энергии, ни у кого не вызывает сомнений: продукт сгорания водорода - H2O в виде пара, при этом он совершенно нетоксичен.
Цель работы: Проанализировать основные достоинства и ограничения, связанные с внедрением водорода в качестве альтернативного источника энергии.
Задачи работы:
1. Проанализировать достоинства и недостатки альтернативных источников энергии.
2. Описать основные способы получения водорода, которые могут быть использованы в энергетике. Выполнить сравнительный анализ технологий использования водорода и его хранения. Описать основные химические реакции при получении водорода.
3. Рассмотреть схему и принцип работы электрической станции, использующей водород. Определить эффективность работы электростанции
Вероятно, в обозримом будущем энергетическую промышленность ждут серьезные изменения, поскольку запасы органического топлива постепенно иссякают. С потребительской точки зрения это означает, что человечеству следует заранее позаботиться о том, чтобы найти достойную альтернативу существующим методам генерации электрической и тепловой энергии во избежание техногенной и экономической катастрофы мирового масштаба. С экологической точки зрения - это сигнал к тому, чтобы перестать опрометчиво расходовать природные ресурсы и взять курс на осознанное потребление. Культура использования водорода в качестве топлива, получаемого из возобновляемых источников, может стать достойным преемником генерации энергии из органического топлива и внести существенный вклад в глобальную кампанию по предотвращению усугубления проблемы парникового эффекта.
Одной из главных целей данной работы являлось всестороннее представление состояния водородной энергетики в мире. Водород, по сути являющийся «топливом будущего», служит источником энергии не только в транспорте, но и в энергетике, в частности, в тепловых электрических станциях. На этапе освоения гибридных энергоблоков применение водородного промежуточного перегрева пара является наиболее целесообразным решением, поскольку позволяет увеличить электрическую мощность блока практически вдвое при одновременном увеличении КПД паротурбинной установки до 61 %, что находится на уровне лучших образцов парогазовых установок, имеющих гораздо более высокую начальную температуру рабочего тела. Такое решение является более оправданным не только с термодинамической, но и с практической точки зрения, поскольку одним из основных узлов является водородно-кислородный пароперегреватель, конструкция которого достаточно хорошо отработана для рассматриваемого уровня давлений.
